Quán tính - Yếu tố sống còn của lưới điện ngày nay

18/09/2023 - 17:06 (GMT+7)

Ngày nay, nhiều hệ thống điện lớn trên thế giới đang phải đối mặt với thách thức về tiêu chuẩn độ tin cậy cung cấp điện. Ngoài những thách thức về kỹ thuật để duy trì độ tin cậy vật lý của hệ thống lưới điện, các nhà quản lý còn phải đối mặt với những thách thức về tư duy và chính sách điều hành để đảm bảo sự ổn định lâu dài của hệ thống điện trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng.

Trước đây, vấn đề độ tin cậy thường chỉ xoay quanh câu hỏi điều gì xảy ra nếu một nhà máy điện hoặc đường dây điện quan trọng bất ngờ bị hỏng. 

Đến nay, khi tỷ lệ cung cấp điện từ các nguồn tái tạo như nhà máy điện gió và mặt trời ngày càng tăng nhanh, cũng như việc xây dựng các kết nối liên vùng, liên quốc gia, thậm chí liên lục địa bằng cách sử dụng cáp điện áp cao một chiều (HVDC) khiến chúng ta cần phải lưu ý đến những cân nhắc mới về độ tin cậy liên quan đến điều kiện thời tiết, hay là các lỗi trong phần mềm điều khiển kỹ thuật số.

Trong thế kỷ qua, gần như mọi lưới điện hiện đại đều phụ thuộc vào các nhà máy điện lớn và tập trung, có các tuabin quay chạy bằng nhiên liệu hóa thạch và trong một số trường hợp là các nhà máy thủy điện và nhà máy điện hạt nhân lớn. Những tuabin đó tạo ra lượng điện cực lớn cùng với lượng quán tính khổng lồ, giúp lưới điện hoạt động ổn định. Lượng điện được cung cấp từ các nguồn đó càng lớn thì quán tính càng lớn. Vì lưới điện có quán tính lớn nên có thể dễ dàng vượt qua những cú sốc, gián đoạn hoặc sự cố, nên chúng đáng tin cậy hơn rất nhiều so với những lưới điện có ít tuabin quay hơn.

(Ảnh minh họa)

Hiện nay, nhiều quốc gia đang có những áp lực về chính sách và công nghệ nhằm tái cấu trúc lưới điện theo hướng giảm bớt vai trò của các tuabin quay lớn, phân cấp nguồn cung cấp điện nhiều hơn—chẳng hạn như chuyển đổi sang việc sử dụng hệ thống điện mặt trời mái nhà và lưới điện siêu nhỏ hoạt động cục bộ tại địa phương. 

Những nguồn điện gió và mặt trời thường không cung cấp quán tính. Mặc dù vẫn đang quay nhưng tuabin gió hiếm khi được đồng bộ hóa với lưới điện, cho nên không tạo ra quán tính giúp ổn định lưới điện. Hệ thống điện mặt trời cung cấp điện thông qua các quy trình điện tử không cần tuabin và cũng không tạo ra quán tính. 

Hai xu hướng này (phân cấp nguồn cung cấp điện và tăng cường vai trò của năng lượng tái tạo) cũng đã khiến nhiều nhà vận hành lưới điện phải lắp đặt ngày càng nhiều hệ thống pin tích trữ, vốn là những thiết bị điện tử, nhưng về bản chất cũng không cung cấp quán tính.

Các công nghệ và quy trình mới đang nổi lên nhằm thay thế một số dịch vụ mà quán tính tuabin từng cung cấp. Ví dụ, các thiết bị điện tử có thể giúp ổn định điện áp và tần số lưới điện, nhưng hiệu quả hoạt động của các hệ thống điện tử mới này trên quy mô lớn vẫn còn cần phải nghiên cứu thêm. Vì vậy, việc đảm bảo độ tin cậy vẫn là mục tiêu quan trọng nhất cần được các nhà vận hành lưới điện hiện đại hướng tới

Nhiều nhà vận hành lưới điện trên khắp thế giới hiện đang đau đầu xử lý hậu quả của việc quán tính giảm. 

Lưới điện của nước Anh được đặc biệt chú ý vì là một trong những nước chuyển đổi nhanh nhất sang mô hình lưới điện phân tán hơn, tăng cường sử dụng nhiều nguồn năng lượng tái tạo không liên tục như điện gió và điện mặt trời. Bên cạnh đó, nước Anh cũng có nhiều đường dây liên kết quốc tế nhưng lại không bổ sung thêm các nhà máy điện mới có turbine quay đồng bộ. Những điều này đã làm suy giảm quán tính của hệ thống điện Anh.

Đây là tác dộng phụ có phần bất ngờ và không lường trước được của các chính sách mới vốn nhằm mục đích giảm ô nhiễm từ nhiên liệu hóa thạch.

Trường hợp của Anh là bài học quý giá cho các nước khác trong việc cân nhắc các chính sách năng lượng, đảm bảo chú trọng cả đến tính ổn định của lưới điện trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng sạch. Quán tính vẫn luôn đóng vai trò then chốt và cần có chiến lược bù đắp phù hợp khi chuyển dịch cơ cấu nguồn điện.

Nhiều nhà vận hành lưới điện khác (ở các quốc gia Bắc Âu, một số vùng của Hoa Kỳ như California và những nơi khác) cũng đang phải đối mặt với những thách thức tương tự. 

Trong lưới điện Bắc Âu (bao gồm Thụy Điển, Na Uy, Phần Lan và một nửa Đan Mạch), việc ngừng hoạt động sớm của các tổ máy hạt nhân cùng với việc đẩy mạnh phát triển các nguồn điện gió đã làm giảm quán tính của hệ thống. Do đó buộc các nhà vận hành lưới điện phải tìm cách bù đắp lại quán tính bị mất đi, bằng cách phát triển và tài trợ cho các thị trường/chính sách hỗ trợ mới nhằm khuyến khích các nhà cung cấp điện duy trì hoặc tạo ra quán tính cho hệ thống. Mục tiêu là có được ít nhất một giải pháp tạm thời để giảm thiểu tác động xấu do mất quán tính gây ra trong thời gian ngắn hạn.

Kinh nghiệm từ các nước Bắc Âu cũng cho thấy cần phải nâng cao nhận thức toàn diện hơn về cách các thiết bị kỹ thuật số trong hệ thống điện có thể gặp sự cố hoặc tác động tiêu cực đến độ tin cậy của lưới điện, nhằm có thể dự báo, ứng phó tốt hơn và đảm bảo độ tin cậy cao.

Như vậy, nhiều quốc gia khác cũng có thể sắp phải đối mặt với thách thức tương tự liên quan tới tình trạng suy giảm quán tính trong hệ thống lưới điện do chuyển đổi sang nguồn năng lượng tái tạo. Do đó, các nhà quản lý hệ thống cần có chiến lược ứng phó phù hợp, bao gồm nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc duy trì quán tính, đồng thời đưa ra các biện pháp khuyến khích các nhà cung cấp điện giữ lại hoặc tăng cường năng lực sản xuất quán tính cho lưới điện


Mạnh Tiến (Lược dịch theo oxfordenergy.org) 18/09/2023 - 17:06 (GMT+7)
Share

Tờ trình dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Điện lực: Bộ Công Thương đề xuất phân bổ các khoản chi phí hợp lý chưa được tính đủ vào giá bán lẻ điện

Tờ trình dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Điện lực: Bộ Công Thương đề xuất phân bổ các khoản chi phí hợp lý chưa được tính đủ vào giá bán lẻ điện

Vừa qua, Cổng thông tin điện tử Bộ Tư pháp đã đăng tải nội dung Hồ sơ thẩm định dự án sửa đổi Luật Điện lực, trong đó có dự thảo Tờ trình của Bộ Công Thương về dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Điện lực số 61/2024/QH15. Trong nhiều nội dung đề xuất sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Điện lực thì dự thảo này lần đầu kiến nghị bổ sung quy định trường hợp các chi phí hợp lý, hợp lệ phục vụ sản xuất, cung ứng điện chưa được bù đắp đầy đủ trong các lần tính toán, điều chỉnh giá bán lẻ điện bình quân thì được phân bổ vào các lần tính toán, điều chỉnh giá bán lẻ điện bình quân tiếp theo.


Công đoàn Điện lực Việt Nam: Biểu dương, khen thưởng nhiều tập thể, cá nhân dịp Tháng Công nhân 2026

Công đoàn Điện lực Việt Nam: Biểu dương, khen thưởng nhiều tập thể, cá nhân dịp Tháng Công nhân 2026

Sáng 14/5, tại Hà Nội, Công đoàn Điện lực Việt Nam phối hợp với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tổ chức biểu dương 114 người lao động EVN tiêu biểu năm 2026, biểu dương 42 tập thể, cá nhân điển hình tiên tiến trong học tập và làm theo tư tưởng, đạo đức, phong cách Hồ Chí Minh, khen thưởng 30 tập thể, cá nhân trong phong trào thi đua “Lao động sáng tạo” và Chương trình “10.000 sáng kiến”.


Công đoàn Điện lực Việt Nam: Biểu dương, khen thưởng nhiều tập thể, cá nhân dịp Tháng Công nhân 2026

Công đoàn Điện lực Việt Nam: Biểu dương, khen thưởng nhiều tập thể, cá nhân dịp Tháng Công nhân 2026

Sáng 14/5, tại Hà Nội, Công đoàn Điện lực Việt Nam phối hợp với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tổ chức biểu dương 114 người lao động EVN tiêu biểu năm 2026, biểu dương 42 tập thể, cá nhân điển hình tiên tiến trong học tập và làm theo tư tưởng, đạo đức, phong cách Hồ Chí Minh, khen thưởng 30 tập thể, cá nhân trong phong trào thi đua “Lao động sáng tạo” và Chương trình “10.000 sáng kiến”.


Chủ động nguồn than, Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 4 sẵn sàng đáp ứng yêu cầu huy động sản xuất điện

Chủ động nguồn than, Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 4 sẵn sàng đáp ứng yêu cầu huy động sản xuất điện

Với hơn 1,72 triệu tấn than đã được nhập về từ đầu năm đến nay, cùng năng suất bốc dỡ tại cảng vượt kế hoạch, Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 4 đang duy trì mức dự trữ nhiên liệu an toàn, sẵn sàng đáp ứng các kịch bản huy động công suất cao.


Chủ tịch Hội đồng thành viên EVN Đặng Hoàng An tiếp và làm việc với lãnh đạo Công ty Điện lực JAKS Hải Dương

Chủ tịch Hội đồng thành viên EVN Đặng Hoàng An tiếp và làm việc với lãnh đạo Công ty Điện lực JAKS Hải Dương

Sáng 14/5, tại Hà Nội, Chủ tịch Hội đồng thành viên Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) - ông Đặng Hoàng An có buổi tiếp và làm việc với Chủ tịch Hội đồng quản trị Công ty Điện lực JAKS Hải Dương - ông Cui Wen Zhu.